特開 2018-115586 排気ガス浄化装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-115586(P2018-115586A)

(43)【公開日】2018年7月26日

(54)【発明の名称】排気ガス浄化装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/24 20060101AFI20180629BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20180629BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20180629BHJP

【ＦＩ】

   F01N3/24 NZAB

   F01N3/08 B

   F01N3/24 E

   F01N3/24 C

   B01D53/94 400

   B01D53/94 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-6049(P2017-6049)

(22)【出願日】2017年1月17日

(71)【出願人】

【識別番号】391002498

【氏名又は名称】フタバ産業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】白井 佑樹

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 誠

【テーマコード（参考）】

3G091

4D148

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AA04

3G091AA05

3G091AA06

3G091AA18

3G091AB02

3G091AB05

3G091AB09

3G091AB13

3G091AB15

3G091BA01

3G091BA11

3G091BA14

3G091BA15

3G091BA19

3G091BA38

3G091CA17

3G091CA27

3G091GA06

3G091HA10

3G091HA15

3G091HA16

3G091HA19

3G091HA20

3G091HA23

3G091HA46

4D148AA02

4D148AA06

4D148AA13

4D148AA18

4D148AB02

4D148AC04

4D148AC10

4D148CC23

4D148CC24

4D148CC25

4D148CC32

4D148CC61

(57)【要約】

【課題】還元剤の拡散効果の向上により、排気ガスの浄化効率に優れる排気ガス浄化装置を提供する。
【解決手段】本開示の一態様は、内燃機関の排気ガス浄化装置である。排気ガス浄化装置は、排気ガス浄化部と還元部と還元剤供給部と排気ガス管路と旋回流発生部とを備える。還元部は、排気ガス浄化部の下流側に設けられ、排気ガスを還元剤の存在下で還元する。還元剤供給部は還元部よりも上流側で還元剤を供給する。排気ガス管路は排気ガス浄化部と還元部とを連通する。旋回流発生部は、排気ガス管路内に設置され、第１遮蔽部と、第１遮蔽部の下流側に配置される第２遮蔽部とを有する。第１遮蔽部は、排気ガス管路の中心軸方向の流れを遮蔽する本体と、本体の中心軸よりも外側に設けられ、排気ガスを通過させる第１通過孔とを有する。第２遮蔽部は、中心軸方向及び半径方向の流れを遮蔽する本体と、排気ガスを半径方向内側に通過させる第２通過孔とを有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の排気ガス浄化装置であって、
排気ガス中の環境汚染物質を改質又は捕集する排気ガス浄化部と、
前記排気ガスの流れ方向において前記排気ガス浄化部の下流側に設けられ、前記排気ガスを還元剤の存在下で還元する還元部と、
前記排気ガスの流れ方向において前記還元部よりも上流側で前記排気ガスに還元剤を供給する還元剤供給部と、
前記排気ガス浄化部の排出口と前記還元部の導入口とを連通する排気ガス管路と、
前記排気ガス管路内に設置される旋回流発生部と、
を備え、
前記旋回流発生部は、第１遮蔽部と、前記第１遮蔽部の下流側に配置される第２遮蔽部と、を有し、
前記第１遮蔽部は、前記排気ガス管路の中心軸方向の流れを遮蔽する本体と、前記本体の前記排気ガス管路の中心軸よりも外側に設けられ、前記排気ガスを前記中心軸方向に通過させる少なくとも１つの第１通過孔と、を有し、
前記第２遮蔽部は、前記中心軸方向及び前記排気ガス管路の半径方向の流れを遮蔽する本体と、前記本体に設けられ、前記少なくとも１つの第１通過孔を通過した前記排気ガスを前記半径方向内側に通過させる少なくとも１つの第２通過孔と、を有する、排気ガス浄化装置。

【請求項2】

請求項１に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記少なくとも１つの第１通過孔は、前記排気ガス管路の中心軸方向から視て、前記少なくとも１つの第２通過孔と前記排気ガス管路の周方向に重ならない領域を有する、排気ガス浄化装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記第１遮蔽部は、複数の前記第１通過孔を有し、
前記第２遮蔽部は、複数の前記第２通過孔を有する、排気ガス浄化装置。

【請求項4】

請求項３に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記排気ガス管路の中心軸方向から視て、前記排気ガス管路の周方向に前記複数の第１通過孔と前記複数の第２通過孔とが交互に配置され、
前記排気ガス管路の周方向において隣接する前記第１通過孔と前記第２通過孔との重心間の距離は一定である、排気ガス浄化装置。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置であって、
前記還元剤供給部は、前記排気ガスの流れ方向において前記第２遮蔽部よりも上流側で前記排気ガスに還元剤を噴霧する、排気ガス浄化装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、排気ガス浄化装置に関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関の排気ガス成分に関する規制に対応することを目的として、内燃機関の排気ガス流路には、排気ガス浄化装置が設置される。排気ガス浄化装置には、ディーゼル機関であれば、例えばディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）、選択触媒還元（ＳＣＲ）用触媒等の排気ガス浄化部材が組み合わせて用いられる。

【0003】

これらの排気ガス浄化部材のうち、ＳＣＲ用触媒（以下、「還元触媒」ともいう。）は、一般に他の触媒又はフィルターの下流に設置される。ＳＣＲは、還元剤と還元触媒とによって、排気ガス中のＮＯｘを還元し、無害な窒素に改質する方法である。

【0004】

ＳＣＲにおいて、還元触媒を効率的に機能させ、排気ガスの浄化率を向上させるには、還元剤をミキシングして排気ガス中に均質に分散させることと、還元剤を含んだ排気ガスを偏りなく還元触媒に接触させることが必要である。

【0005】

排気ガスに還元剤を分散させる方法として、排気ガスの流路内に拡散板を配置する方法がある。しかし、拡散板を流路に配置すると、圧損が高くなり排気ガスの流れが偏るという不都合が生じる。

【0006】

そこで、排気ガスの流路中に螺旋流路を設け、この螺旋流路によって生じる旋回流により還元剤を拡散させる排気ガス浄化装置が提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１４−１９０１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

特許文献１の排気ガス浄化装置によれば、旋回流によって還元剤を拡散できる。しかし、この排気ガス浄化装置では、旋回流の向きが単一方向であるため、還元剤の拡散が偏る可能性がある。また、この排気ガス浄化装置では、圧損の低減が十分に検討されていない。そのため、排気ガス中の還元剤の拡散効果については改善の余地がある。

【0009】

本開示の一局面は、還元剤の拡散効果の向上により、排気ガスの浄化効率に優れる排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本開示の一態様は、内燃機関の排気ガス浄化装置である。排気ガス浄化装置は、排気ガス浄化部と、還元部と、還元剤供給部と、排気ガス管路と、旋回流発生部と、を備える。排気ガス浄化部は、排気ガス中の環境汚染物質を改質又は捕集する。還元部は、排気ガスの流れ方向において排気ガス浄化部の下流側に設けられ、排気ガスを還元剤の存在下で還元する。還元剤供給部は、排気ガスの流れ方向において還元部よりも上流側で排気ガスに還元剤を供給する。排気ガス管路は、排気ガス浄化部の排出口と還元部の導入口とを連通する。旋回流発生部は、排気ガス管路内に設置される。また、旋回流発生部は、第１遮蔽部と、第１遮蔽部の下流側に配置される第２遮蔽部と、を有する。第１遮蔽部は、排気ガス管路の中心軸方向の流れを遮蔽する本体と、本体の排気ガス管路の中心軸よりも外側に設けられ、排気ガスを中心軸方向に通過させる少なくとも１つの第１通過孔と、を有する。第２遮蔽部は、中心軸方向及び排気ガス管路の半径方向の流れを遮蔽する本体と、本体に設けられ、少なくとも１つの第１通過孔を通過した排気ガスを半径方向内側に通過させる少なくとも１つの第２通過孔と、を有する。

【0011】

このような構成によれば、まず、排気ガス管路の中心軸方向（以下、「第１方向」ともいう。）で排気ガスの流れを部分的に遮蔽する第１遮蔽部によって、排気ガス管路の半径方向と平行な旋回軸を有する旋回流（以下、「第１旋回流」ともいう。）が生じる。次に、第１方向の排気ガスの流れを遮蔽し、排気ガスを排気ガス管路の半径方向（以下、「第２方向」ともいう。）に誘導する第２遮蔽部によって、第１方向と平行な旋回軸を有する旋回流（以下、「第２旋回流」ともいう。）が生じる。また、第１遮蔽部を通過する際、及び第２遮蔽部を通過する際それぞれにおいて、排気ガスの流路が狭くなることで排気ガスの流速が上昇する。さらに、上記構成によれば、圧損の上昇も抑制される。

【0012】

したがって、上記構成によれば、旋回方向の異なる旋回流の組み合わせと、排気ガスの流速上昇とによって、排気ガス内に供給される還元剤が効果的に拡散される。その結果、還元部における排気ガスの浄化効率が高められる。

【0013】

本開示の一態様では、少なくとも１つの第１通過孔は、排気ガス管路の中心軸方向から視て、少なくとも１つの第２通過孔と排気ガス管路の周方向に重ならない領域を有してもよい。このような構成によれば、旋回流発生部における排気ガスの流路が長くなり、旋回流をより確実に発生させることができる。

【0014】

本開示の一態様では、第１遮蔽部は、複数の第１通過孔を有してもよい。また、第２遮蔽部は、複数の第２通過孔を有してもよい。このような構成によれば、複数の第１旋回流及び複数の第２旋回流を発生させることができる。その結果、還元剤の拡散効果が促進される。

【0015】

本開示の一態様では、排気ガス管路の中心軸方向から視て、排気ガス管路の周方向に複数の第１通過孔と複数の第２通過孔とが交互に配置されてもよい。また、排気ガス管路の周方向において隣接する第１通過孔と第２通過孔との重心間の距離は一定であってもよい。このような構成によれば、複数の第１旋回流及び複数の第２旋回流を排気ガス管路内で一様に分布させることができるので、還元剤の拡散効果がさらに向上する。

【0016】

本開示の一態様では、還元剤供給部は、排気ガスの流れ方向において第２遮蔽部よりも上流側で排気ガスに還元剤を噴霧してもよい。このような構成によれば、旋回流中に還元剤が供給されるので、還元剤の拡散効果が促進される。また、少なくとも第２遮蔽部によって還元剤が供給された排気ガスの流路が延長される。その結果、還元剤の混合が促進され、還元剤の供給点から還元触媒までの管路を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】図１Ａは、実施形態の排気ガス浄化装置の模式的な部分透過斜視図であり、図１Ｂは、図１Ａの排気ガス浄化装置の模式的な中央断面図である。

【図2】図２Ａは、図１Ａの排気ガス浄化装置における旋回流発生部の模式的な斜視図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩＩＢ−ＩＩＢ線での模式的な断面図である。

【図3】図３Ａは、図２Ａの旋回流発生部における第１遮蔽部の模式的な斜視図であり、図３Ｂは、図２Ａの旋回流発生部における第２遮蔽部の模式的な部分斜視図である。

【図4】図４Ａは、図１Ａの排気ガス浄化装置における旋回流発生部での排気ガスの流線を示す模式図であり、図４Ｂは、図４Ａとは異なる角度から視た旋回流発生部での排気ガスの流線を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１Ａ，１Ｂに示す排気ガス浄化装置（以下、単に「浄化装置」ともいう。）１は、内燃機関の排気ガス流路内に設けられ、排気ガス中の環境汚染物質を低減する。浄化装置１は、排気ガス浄化部２と、還元部３と、還元剤供給部４と、排気ガス管路５と、旋回流発生部６と、を備える。

【0019】

浄化装置１が設けられる内燃機関は、特に限定されないが、浄化装置１はディーゼル機関の排気ガス浄化装置として特に好適に使用できる。ディーゼル機関としては、自動車、鉄道、船舶、建機等の輸送機器、発電施設などで駆動用又は発電用として用いられるものが挙げられる。

【0020】

＜排気ガス浄化部＞
排気ガス浄化部２は、排気ガス中の環境汚染物質を改質又は捕集する。ここで、「環境汚染物質」とは、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）、粒状物質（ＰＭ）、硫黄酸化物（ＳＯｘ）、炭化水素類（ＨＣ）等を意味する。

【0021】

排気ガス浄化部２は、図１Ｂに示すように、排気ガスを浄化するための浄化用部材２１と、浄化用部材２１を収納した筒状のケーシング２２とを有する。排気ガスは、ケーシング２２の内部で浄化用部材２１に接触しながら、ケーシング２２の中心軸方向に沿って流れる。

【0022】

浄化用部材２１としては、例えばディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）、ディーゼル微粒子捕集フィルター（ＤＰＦ）、ＮＯｘ吸着剤等が挙げられる。ＤＯＣは、排気ガスに含まれるＰＭ中の可溶有機成分（ＳＯＦ）、ＣＯ及びＨＣを酸化させる触媒である。ＤＰＦは、排気ガスに含まれるＰＭを捕集するフィルターである。ＮＯｘ吸着剤は、ＮＯｘを吸着除去する物質である。

【0023】

浄化用部材２１は、一般にハニカム構造を有する筒状体が用いられる。排気ガスがハニカム構造内部を通過することで、排気ガス中の環境汚染物質は、浄化用部材２１が含む触媒金属によって改質されたり、浄化用部材２１に捕捉されたりする。

【0024】

図１Ａ，１Ｂでは、排気ガス浄化部２は、内部での排気ガスの流れ方向が鉛直方向となるように、つまり筒状のケーシング２２の中心軸が鉛直方向となる向きに配置されている。また、排気ガス浄化部２の排気ガスの排出口２Ａは、排気ガスが鉛直方向に排出されるように形成されている。ただし、排気ガス浄化部２における排気ガスの流れ方向は鉛直方向に限定されず、水平方向でもよいし、水平方向に対し傾斜した方向であってもよい。

【0025】

＜還元部＞
還元部３は、排気ガスを還元剤の存在下で還元する。具体的には、還元部３は、アンモニアと還元触媒とによって、排気ガス中のＮＯｘを還元し、無害な窒素に改質する。還元剤であるアンモニアは、一般に尿素水を排気ガス中に噴射し、この尿素水中の尿素を加水分解することで生成される。

【0026】

還元部３は、還元触媒３１と、還元触媒３１を収納した筒状のケーシング３２とを有する。還元触媒３１は、セラミック等の母材と、この母材に担持された金属触媒とから構成される。排気ガスは、ケーシング３２の内部で還元触媒３１に接触しながら、ケーシング３２の中心軸方向に沿って流れる。

【0027】

還元部３は、排気ガスの流れ方向において排気ガス浄化部２の下流側に排気ガス管路５を介して連結される。還元部３は、内部での排気ガスの流れ方向が排気ガス浄化部２と同じ方向となるように、つまり還元部３のケーシング３２の中心軸は、排気ガス浄化部２のケーシング２２の中心軸と一致する向きに配置される。

【0028】

＜還元剤供給部＞
還元剤供給部４は、排気ガスの流れ方向において還元部３よりも上流側で排気ガスに還元剤を供給する。本実施形態では図１Ａ，１Ｂに示すように、還元剤供給部４は、排気ガス管路５の内部に還元剤を噴霧するように構成されている。具体的には、還元剤供給部４は、排気ガスの流れ方向において旋回流発生部６の第２遮蔽部８よりも上流側かつ第１遮蔽部７よりも下流側、つまり、図３Ａ，３Ｂに示す第１遮蔽部７の本体７Ａと、第２遮蔽部８の第１本体８Ａとの間に還元剤を噴霧するインジェクタを有する。このインジェクタは、排気ガス管路５の周面から、排気ガス管路５の中心軸に向かって還元剤である尿素水を噴霧する。

【0029】

なお、還元剤供給部４のインジェクタは、公知のものを用いることができる。また、図１Ａ，１Ｂでは、還元剤供給部４として、排気ガス管路５との接続管のみを図示しており、インジェクタ等の部材は図示を省略している。

【0030】

＜排気ガス管路＞
排気ガス管路５は、排気ガス浄化部２の排出口２Ａと還元部３の導入口３Ａとを連通する管体である。つまり、排気ガス浄化部２から排出された排気ガスは、排気ガス管路５を通って還元部３に導入される。排気ガス管路５の内部には、旋回流発生部６が配置される。また、排気ガス管路５の周面には、還元剤供給部４が接続される。

【0031】

排気ガス管路５の中心軸方向は、排気ガス浄化部２のケーシング２２及び還元部３のケーシング３２の中心軸方向と一致する。つまり、排気ガス管路５は、排気ガス浄化部２と還元部３との間に曲がりのないストレートな排気ガスの流路を形成する。

【0032】

なお、本実施形態では、排気ガス管路５は直管であり、排気ガス浄化部２の排出口２Ａと還元部３の導入口３Ａとは同じ直径を有する。ただし、必ずしも排気ガス浄化部２の排出口２Ａと還元部３の導入口３Ａとは同径でなくてもよい。

【0033】

＜旋回流発生部＞
旋回流発生部６は、排気ガス管路５内に設置され、排気ガスに複数の旋回流を発生させる。旋回流発生部６は、図２Ａ，２Ｂに示すように、第１遮蔽部７と、第２遮蔽部８と、を有する。

【0034】

（第１遮蔽部）
第１遮蔽部７は、排気ガス管路５内を流れる排気ガスに対し、排気ガス管路５の中心軸方向である第１方向Ｄ１の流れを部分的に遮蔽する。

【0035】

第１遮蔽部７は、図３Ａに示すように、本体７Ａと、本体７Ａに設けられた複数の第１通過孔７Ｂとを有する。第１遮蔽部７は、本体７Ａによって、排気ガスの第１方向Ｄ１の流れを遮蔽して、複数の第１通過孔７Ｂのみによって第１方向Ｄ１に排気ガスを通過させる。

【0036】

本体７Ａは、厚み方向が第１方向Ｄ１と一致する向きに配置された板状の部材である。本体７Ａの外形は、排気ガス管路５の内周面に沿った形状（つまり円盤形）である。つまり、本体７Ａは、複数の第１通過孔７Ｂ以外の部分で排気ガス管路５を閉塞し、排気ガスの流れを遮蔽する。

【0037】

なお、図３Ａの第１遮蔽部７では、本体７Ａは、排気ガス管路５の中心軸を含む中央部分に、上流側に向かって突出した円柱状の突起７Ｃを有する。換言すると、本体７Ａは、中央部分の下流側の面に円柱状の凹部が形成されている。この凹部は、第２遮蔽部８を第１遮蔽部７に組み付けるためのものなので省略することができる。つまり、本体７Ａは、凹凸のない平板状であってもよい。

【0038】

本実施形態では、第１遮蔽部７は、２つの第１通過孔７Ｂを有する。２つの第１通過孔７Ｂは、本体７Ａの排気ガス管路５の中心軸よりも外側に設けられ、本体７Ａを厚み方向（つまり第１方向Ｄ１）に貫通する。２つの第１通過孔７Ｂは、本体７Ａに到達した排気ガスを第１方向Ｄ１に通過させる。

【0039】

２つの第１通過孔７Ｂは、それぞれ、長手方向が排気ガス管路５の周方向に沿うスリット状の貫通孔である。２つの第１通過孔７Ｂの長さ及び幅は互いに同じである。また、２つの第１通過孔７Ｂは、第１方向Ｄ１から視て、排気ガス管路５の中心軸を挟んで対向する位置に配置されている。したがって、２つの第１通過孔７Ｂは、排気ガス管路５の周方向において、一定距離離間して配置されている。

【0040】

（第２遮蔽部）
第２遮蔽部８は、第１遮蔽部７の２つの第１通過孔７Ｂを通過した排気ガスに対し、第１方向Ｄ１の流れを完全に遮蔽すると共に、排気ガスを排気ガス管路５の半径方向である第２方向Ｄ２に誘導し、排気ガスの流れの向きを変える。

【0041】

第２遮蔽部８は、図３Ｂに示すように、板状の第１本体８Ａと、筒状の第２本体８Ｂと、第２本体８Ｂに設けられた複数の第２通過孔８Ｃとを有する。第２遮蔽部８は、第１本体８Ａ及び第２本体８Ｂによって排気ガスの第１方向Ｄ１の流れを完全に遮蔽する。また、第２遮蔽部８は、第２本体８Ｂによって排気ガスの第２方向Ｄ２の流れを遮蔽し、複数の第２通過孔８Ｃのみによって第２方向Ｄ２内側に排気ガスを通過させる。

【0042】

第１本体８Ａは、厚み方向が第１方向Ｄ１と一致する向きに配置された板状の部材である。第１本体８Ａの外形は、第１遮蔽部７の本体７Ａと同様、排気ガス管路５の内周面に沿った形状である。また、第１本体８Ａは、排気ガス管路５の中心軸を含む中央部分に開口を有する。第１本体８Ａの上流側の面には、この開口を塞ぐように第２本体８Ｂが連結されている。

【0043】

第２本体８Ｂは、上流側が塞がれ、下流側が開口した筒状体である。なお、図３Ｂの第２遮蔽部８では、第２本体８Ｂは上流側も開口しているように見えるが、第１遮蔽部７との結合状態において、第２本体８Ｂの上流側は第１遮蔽部７の本体７Ａの下流側の面によって閉塞される。また、第２本体８Ｂの下流側の端部は、第１本体８Ａの開口に接続される。

【0044】

本実施形態では、第２遮蔽部８は、２つの第２通過孔８Ｃを有する。２つの第２通過孔８Ｃは、第２本体８Ｂの周面に設けられ、第２本体８Ｂを半径方向（つまり第２方向Ｄ２）に貫通する。２つの第２通過孔８Ｃは、第１本体８Ａに衝突した排気ガスを第２方向Ｄ２、つまり第２本体８Ｂ内部に通過させる。

【0045】

２つの第２通過孔８Ｃは、それぞれ、長手方向が排気ガス管路５の周方向に沿うスリット状の貫通孔である。２つの第２通過孔８Ｃの長さ及び幅は互いに同じである。また、２つの第２通過孔８Ｃは、第１方向Ｄ１から視て、排気ガス管路５の中心軸を挟んで対向する位置に配置されている。したがって、２つの第２通過孔８Ｃは、排気ガス管路５の周方向において、一定距離離間して配置されている。

【0046】

（第１通過孔と第２通過孔との位置関係）
本実施形態では、２つの第１通過孔７Ｂは、第１方向Ｄ１から視て、２つの第２通過孔８Ｃと排気ガス管路５の周方向に重ならない領域を有する。つまり、２つの第１通過孔７Ｂは、２つの第２通過孔８Ｃと周方向に少なくとも一部が重ならないように配置される。

【0047】

なお、図２Ａ，２Ｂに示す旋回流発生部６では、第１方向Ｄ１から視て、２つの第１通過孔７Ｂそれぞれにおいて、排気ガス管路５の周方向における両端部が２つの第２通過孔８Ｃとそれぞれ重なるように配置されている。ただし、２つの第１通過孔７Ｂと２つの第２通過孔８Ｃとは排気ガス管路５の周方向において全く重ならなくてもよいし、一方の端部のみが互いに重なるように配置されてもよい。

【0048】

また、本実施形態では、２つの第１通過孔７Ｂの重心と２つの第２通過孔８Ｃの重心とは、排気ガス管路５の周方向において等間隔で配置されている。つまり、排気ガス管路５の周方向において隣接する第１通過孔７Ｂと第２通過孔８Ｃとの重心間の距離は全て一定である。

【0049】

［１−２．機能］
次に、浄化装置１における旋回流の発生メカニズムについて説明する。
浄化装置１では、排気ガス浄化部２から排出された排気ガスは、流れの向きを変えずにそのまま排気ガス管路５に進入する。

【0050】

排気ガス管路５内において、排気ガスはまず第１遮蔽部７の本体７Ａによって流れが部分的に遮蔽される。つまり、排気ガスの流路が２つの第１通過孔７Ｂに絞られる。そのため、第１遮蔽部７において、図４Ａに矢印で示すように、第１方向Ｄ１と垂直な旋回軸を有する第１旋回流が発生する。本実施形態では、２つの第１通過孔７Ｂにより、複数の第１旋回流が形成される。

【0051】

次に、２つの第１通過孔７Ｂを通過した排気ガスは、第２遮蔽部８の第１本体８Ａの板面に衝突する。その後、排気ガスは、流れを第２方向Ｄ２に変え、２つの第２通過孔８Ｃを通過し、第２本体８Ｂの内部に進入する。このとき、２つの第２通過孔８Ｃによって、排気ガスの流路が再び絞られる。

【0052】

第２遮蔽部８においては、図４Ｂに矢印で示すように、第２方向Ｄ２と垂直な旋回軸を有する第２旋回流が発生する。本実施形態では、２つの第２通過孔８Ｃにより、複数の第２旋回流が形成される。

【0053】

第２遮蔽部８の第２本体８Ｂの内部に進入した排気ガスは、再び第１方向Ｄ１に流れ、第２本体８Ｂの下流側の開口から排出される。第２本体８Ｂの開口から排出された排気ガスは、還元部３に導入される。第２本体８Ｂの開口の径は、還元部３の導入口３Ａの径よりも小さいので、還元部３に導入されるときに排気ガスは流速が低下する。その結果、排気ガスは還元部３内で拡散し、還元触媒３１と均質に接触する。

【0054】

［１−３．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１ａ）第１方向Ｄ１の排気ガスの流れを部分的に遮蔽する第１遮蔽部７によって、複数の第１旋回流が生じる。次に、第１方向Ｄ１の排気ガスの流れを完全に遮蔽し、排気ガスを第２方向Ｄ２に誘導する第２遮蔽部８によって、複数の第２旋回流が生じる。これらの旋回流により、排気ガス内に供給される還元剤が効果的に拡散される。

【0055】

（１ｂ）第１遮蔽部７を通過する際、及び第２遮蔽部８を通過する際それぞれにおいて、排気ガスの流路が狭くなることで排気ガスの流速が上昇する。そのため、上述の旋回流の速度が上昇し、還元剤の拡散が促進される。

【0056】

（１ｃ）第２遮蔽部８の下流側では、排気ガスの流路が広くなる。そのため、排気ガスの流速が低下し、還元部３に供給される排気ガスの流れが一様となるので、排気ガスの還元が効率的に行われる。

【0057】

（１ｄ）旋回流発生部６は、排気ガスを中心軸側に向かって流動させつつ上述の旋回流を発生させる。そのため、排気ガス中に含まれる還元剤が比較的温度の低い排気ガス管路５の側面に付着することが抑制される。その結果、還元剤のデポジットを低減できる。

【0058】

（１ｅ）複数の第１通過孔７Ｂは、第１方向Ｄ１から視て、複数の第２通過孔８Ｃと排気ガス管路５の周方向に少なくとも一部が重ならないように配置されるので、旋回流発生部６における排気ガスの流路が伸長される。これにより、複数の旋回流をより確実に発生させることができる。

【0059】

（１ｆ）複数の第１通過孔７Ｂと複数の第２通過孔８Ｃとは、第１方向Ｄ１から視て、排気ガス管路５の周方向に交互に配置されるので、複数の第１旋回流及び複数の第２旋回流が発生する。これにより、還元剤の拡散効果が促進される。

【0060】

（１ｇ）還元剤供給部４は、排気ガスの流れ方向において第１遮蔽部７と第２遮蔽部８との間に還元剤を噴霧するので、旋回流中に還元剤が供給される。その結果、還元剤の拡散効果がさらに促進される。また、第２遮蔽部８によって還元剤が供給された排気ガスの流路が延長される。その結果、還元剤の混合が促進され、還元剤の供給点から還元触媒までの管路を低減できる。

【0061】

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

【0062】

（２ａ）上記実施形態の排気ガス浄化装置１において、第１遮蔽部７及び第２遮蔽部８は、必ずしも複数の通過孔を有する必要はなく、それぞれ少なくとも１つの通過孔を有すればよい。

【0063】

（２ｂ）上記実施形態の排気ガス浄化装置１において、少なくとも１つの第１通過孔及び少なくとも１つの第２通過孔の位置や形状は、上述のものに限定されない。
つまり、第１方向から視て、少なくとも１つの第１通過孔に対し、少なくとも１つの第２通過孔が排気ガス管路５の周方向に重ならない領域を有さず、完全に重なっていてもよい。逆に、少なくとも１つの第２通過孔に対し、少なくとも１つの第１通過孔が排気ガス管路５の周方向に完全に重なっていてもよい。

【0064】

また、複数の第１通過孔及び複数の第２通過孔は、それぞれ等間隔で配置されなくてもよい。さらに、第１方向から視て、排気ガス管路５の周方向に複数の第１通過孔と複数の第２通過孔とが交互に配置されなくてもよい。

【0065】

（２ｃ）上記実施形態の排気ガス浄化装置１において、旋回流発生部６は、第１遮蔽部７及び第２遮蔽部８として別々に形成された部品の組み付けにより一体化されたものであってもよいし、一体成形された一つの部材から構成されてもよい。逆に、第１遮蔽部７と第２遮蔽部８とをそれぞれ独立した部材として構成し、両者を排気ガスの流れ方向に離間して配置してもよい。

【0066】

（２ｄ）上記実施形態の排気ガス浄化装置１において、還元剤供給部４は、必ずしも排気ガスの流れ方向において第１遮蔽部７と第２遮蔽部８との間に還元剤を噴射する必要はない。例えば、第１遮蔽部７の上流側に還元剤を供給してもよいし、第２遮蔽部８の下流側に還元剤を供給してもよい。ただし、還元剤の拡散効果の観点からは、少なくとも第２遮蔽部８よりも上流側に還元剤を供給することが好ましい。

【0067】

（２ｅ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

【0068】

［３．実施例］
次に、本開示の効果を確認するために行った実施例１と比較例１との比較について説明する。

【0069】

（実施例１）
図１の排気ガス浄化装置１にガスを供給した際の旋回流発生部６における圧損を解析により求めた。

【0070】

（比較例１）
図１の排気ガス浄化装置１において、旋回流発生部６を円盤に複数の貫通孔を設けた形状の旋回流発生部に置き換え、実施例１と同様の条件で旋回流発生部における圧損を解析により求めた。

【0071】

（結果）
実施例１では、比較例１に対し、圧損が約２０％低減された。つまり、実施例１では、旋回流発生部における圧損が低く、ガスの流れを一様とできることが推測される。

【符号の説明】

【0072】

１…排気ガス浄化装置、２…排気ガス浄化部、２Ａ…排出口、３…還元部、
３Ａ…導入口、４…還元剤供給部、５…排気ガス管路、６…旋回流発生部、
７…第１遮蔽部、７Ａ…本体、７Ｂ…第１通過孔、７Ｃ…突起、
８…第２遮蔽部、８Ａ…第１本体、８Ｂ…第２本体、８Ｃ…第２通過孔、
２１…浄化用部材、２２…ケーシング、３１…還元触媒、３２…ケーシング。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】